油田采出液腐蚀结垢原因分析及对策研究

近2年来,某稀油联合处理站油、水处理系统结垢日趋严重,出现原油处理系统加热炉出口阀门、采出水处理系统反应罐出口管线等堵塞,影响到地面系统的连续稳定运行。通过对采出液水性及结垢产物分析,发现系统来液水质配伍性差,由此带来较严重的腐蚀结垢现象的发生,其结垢现象主要原因是由于不同水型的采出液混合后发生化学反应产生碳酸盐沉淀垢,其腐蚀现象主要是采出水处理系统存在曝气工艺水中溶解氧超标和系统细菌滋生引起的。通过系统净水药剂及曝气时间改善后,溶液悬浮钙由48 mg/L降低至9 mg/L,反应罐出口管线结垢周期大为改善,引起腐蚀的硫酸盐还原菌质量浓度由1×10^(6)mg/L降低至2×10^(2)mg/L,腐蚀结垢情况明显好转。

电位诱导沉积防垢技术在油田污水处理中的应用

以高密度碳棒为阳极、碳钢为阴极,恒压电位仪为外加电源制备出电位诱导防垢装置,并在新疆油田某污水处理站进行了现场试验。结果表明电位诱导防垢装置电极数越多、水中含油量和悬浮物含量越低,对油田污水的防垢效果越好。当污水流速为2 L/min、外加电压为1.5 V时,水的钙离子去除率达15.77%,可有效去除水中不稳定的结垢离子。现场试验表明,电位诱导防垢装置处理后水中钙离子去除率在9.09%至26.06%之间,处理前后油田水的24 h失钙率降低幅度能稳定保持在50%以上,结垢速率降低70.80%。同时,电位诱导防垢装置处理后水质参数没有发生显著变化,不影响污水后续处理或使用。

新疆油田污水成垢机理分析及结垢因素研究

为深入研究油田污水结垢过程和不同工况下对结垢速率的影响,采用逐层(四层)实验分析和室内模拟方法,结合扫描电镜和XRD等检测手段分析发现,结垢产物从钢壁接触的氧化皮层(第一层)到中心孔垢样(第四层)中的有机物含量逐渐增加。第一层垢样大部分由腐蚀产物氧化铁和碳酸铁组成,结垢产物如CaCO_(3)出现在第二层;从第二层到第四层的CaCO_(3)含量增加,其晶相从球霰石转为文石。第四层垢样出现了Ca、Fe、Si、O的复合盐垢,表明腐蚀产物在结垢产物前形成。进一步对不同条件下污水管线中CaCO_(3)垢的成垢速率进行研究,结果表明:温度越高,碳钢、玻璃钢和涂层三种材质的CaCO_(3)垢成垢速率越大,增幅最大的为碳钢材质;压力越低,CaCO_(3)垢结垢速率越大,不同材质增幅接近;材质表面水流流速越大,CaCO_(3)垢结垢速率越小;温度对CaCO_(3)垢的成垢速率影响比压力和流速的影响更为显著。因此,保持油田管线中水温稳定、避免压力和流速剧降,可有效避免管线中CaCO_(3)的沉积结垢。

压缩空气余热利用及减排效果研究

电驱动压缩机工作压缩过程中部分电能转为热能,压缩介质温升显著。为提高压缩空气余热利用效率,以往复式压缩机一级、二级、三级压缩空气为热源,对压缩机的余热系统分析得知,压缩空气的余热能满足站区采暖用热。根据实际运行情况,在确保安全条件下,增加压缩空气余热利用采暖系统,取代原有蒸汽换热采暖方式,可达到压缩空气余热利用的目的。经过一个采暖季的运行,压缩空气在正常生产注气任务的基础上,完全可满足站区采暖用热需求,年节约天然气19.7×10^(4)m^(3)(标况),年节约蒸汽费用251万元,年二氧化碳减排4252.7 t,既提高了能源的利用效率,又减少了能源的消耗和二氧化碳排放。

油田采出水结垢腐蚀产物特征研究

为明确新疆油田结垢现状、精准预防及处理不同类型结垢产物,通过水质类比和成因溯源的方法对水质进行差异化比对,采用XRD(X射线衍射)分析技术对垢样进行微观组成表征。明确了新疆油田稠油区结垢产物以硅垢、硫腐蚀垢为主,兼有硫酸钡垢的结垢特点;稀油区结垢产物以碳酸钙垢、碳酸亚铁垢为主,兼有轻微硫酸钙、硫酸钡结垢趋势的结垢特点。其中,稀油区垢下腐蚀表现出垢下酸性腐蚀的特点,产物以碳酸亚铁与二氧化硅共存物为主。垢样分析结果说明油田集输、注水、气管线结垢产物的一致性,腐蚀垢未必伴随碳酸钙或硫酸盐结垢同时发生,硫化亚铁垢具有优先沉降的特性。将复杂的结垢因素归纳为钙离子含量增加、新的开发方式、配伍性、转输及流速过低等方面。